带防滑木塑板的液控翻板闸门防洪系统应用

刘天祥，黄海杨，邬海军

（浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司，浙江 杭州 310002）

0 引 言

随着经济的快速发展和城市化进程的不断加快，人民在生活水平提高和物质生活充裕的情况下逐渐追求高品质生活环境，生态城市建设的理念应运而生。传统水利行业城市防洪工程往往仅注重功能实现和造价经济，忽视城市生态及景观要求，不符合城市经济、社会、自然协调发展的生态建设理念，因此既能满足防洪目标，又能与城市水环境功能、景观效果相结合的新型城市防洪系统显得尤为需要；另一方面，城市人口密集，财富集中，对城市防洪闸门控制的时效性、安全性和可靠性要求较高，目前应用较多的传统防洪砂袋、移动式防洪墙汛前需人工堆填或组装拆卸，管理难度大，不能有效保证防洪、抗汛效率。

本文所介绍的带防滑木塑板的液控翻板闸门防洪系统一定程度上充分考虑了上述情况或弊端，汛期可快速响应形成封闭防洪圈，平常卧倒作为滨水景观平台或步道，不影响内侧交通，满足城市生态及景观要求。

1 工程概况

苕溪清水入湖河道整治工程(余杭区段)[1]为东苕溪整治余杭区境内部分，包含东苕溪汪家埠—余杭镇段河道生态保护工程、羊山湾段整治工程和北湖水生态治理项目3 部分。

其中，羊山湾段整治工程河长约2.17 km，一方面，本段河道左岸沿河居民众多，地势较低，梅汛期和台汛期易受洪水灾害，且防洪标准不满足规范要求，对流域防洪工程青山水库、北湖滞洪区和德清大闸的调度运行造成严重制约，历来为东苕溪流域防洪调度重点关注节点；另一方面，本段沿河房屋密集、商铺林立，河道整治应尽量节约土地，避免占用耕地或拆迁，且需响应及时，在既保证操控效率，又安全可靠的前提下充分考虑居民的亲水意愿，避免亲水性不够、滨水空间利用不充分造成人水阻断，影响城市景观等问题。

综上，羊山湾段整治既要使沿河防洪措施形成高效封闭防洪圈来提高区域防洪能力，又要满足城市生态及景观要求。

2 防洪系统设计

2.1 羊山湾堤防段

羊山湾段整治中左岸澄清港口至梦溪大桥长约0.96 km，现状地面高程5.80～6.50 m，规划地面高程6.50～7.00 m，设计20 a 一遇洪水位为8.11 m。根据GB 50286—2013《堤防工程设计规范》[2]，按允许越浪的超高堤防取0.30 m，并参照SL 74—2019《水利水电工程钢闸门设计规范》[3]第3.1.8 条“露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.30～0.50 m 的安全超高”，考虑东苕溪防洪规划整体协调及统筹考虑左右岸、上下游，本段防洪堤超高取下限0.30 m，即堤顶（防洪墙顶）高程设计为8.41 m，本段堤防下部土建结构采用双排桩支护作为基础，本段闸孔及墩墙平面布置见图1。

图1 防洪系统闸孔及墩墙布置平面图

2.2 防洪系统

目前应用较多的防洪系统主要有直升式平面闸门型式、回转式翻板闸门型式、固定式玻璃防洪墙型式和组合式铝合金挡板型式，各方案优缺点及方案比选本文不再赘述[4-5]。结合本工程特点和应用实际，提出一种带防滑木塑板的液控翻板闸门防洪系统，既能保障未封闭防洪圈的防洪安全，又能满足生态景观要求的活动防洪系统。

2.2.1 设计方案

翻板闸门（一）孔口尺寸（宽×高-设计水头，m；下同）为：8.20×1.76-1.76，底槛高程为6.65 m，共设29 扇。门叶主材为Q235B，门槽主材为Q235B，门叶自重约4.56 t/扇，门槽重约1.63 t/孔。翻板闸门（二）孔口尺寸为：8.20×1.26-1.26，底槛高程为7.15 m，共设27 扇。门叶主材为Q235B，门槽主材为Q235B，门叶自重约4.56 t/扇，门槽重约1.51 t/孔。

闸门均通过设在闸门后牛腿上的2×50 kN 液压启闭机进行启闭。闸门平常均卧倒，作为行人通道，接到洪水警报时，提前将闸门关闭用于挡水，河道常水位为1.20 m，接到洪水警报并在水位到达5.00 m 之前闭门挡水，闸门操作方式为无水启闭。闸门关闭后，通过设置在柱墩上的自动锁定装置锁定，并通过预留锁定孔用螺栓进一步锁定。闸门在启闭时必须先将锁定调整到解锁状态，确认无误后方能进行启闭操作。

闸门选用的2×50 kN 液压启闭机为固定式启闭机，一门一机布置，每扇闸门均配置1 套液压站，启闭机可现地操作，也可实现远程控制。闸门和启闭机支铰联接部位应润滑注油，并定期维护保养使部件转动灵活，门体梁格和支铰处应定期清污，确保闸门和启闭机安全稳定运行。闸门和启闭机在汛前应进行试运行，确保能正常投入使用，且在使用时加强观测，并制定相应突发事件的应急预案，确保防汛安全。

闸门另配置备用移动启闭车，要求到达指定位置后能快速进行启闭，启闭车钢丝绳端部采用配套的吊钩与闸门吊头连接。备用启闭车平常停放在指定地点，并定期维护保养。

带防滑木塑板的液控翻板闸门防洪系统[6]主要由翻板闸门、液控启闭装置、支铰装置、锁定装置、立柱、止水装置、挡墙、牛腿、钢支墩、护栏等组成，挡墙上部沿岸线间隔设有立柱，立柱下方及2 根立柱中间的挡墙迎水侧对应设有牛腿，牛腿与挡墙交接处设有支铰装置，与翻板闸门的底端铰接，牛腿与支铰装置交接处设有液控启闭装置，与翻板闸门的上部铰接，牛腿设有钢支墩，平常状态时支承翻板闸门，止水装置设于相邻两立柱近闸门孔口侧及挡墙顶端的迎水侧，形成U 形止水圈，锁定装置设于立柱顶部迎水侧。

平常状态时，翻板闸门通过支铰装置平卧在相邻三牛腿上部的钢支墩上，其上铺设有防滑木塑板装置，作为滨水景观平台或步道，见图2～3。

图2 防洪系统平常状态剖视图

图3 防洪系统平常状态三维示意图

挡洪状态时，翻板闸门通过液控启闭装置在洪水来临前上翻关闭，与锁定装置自动勾连锁定，翻板闸门设吊钩以备其他机械设备临时起吊，止水装置与翻板闸门的底部和两侧压紧形成封闭止水圈，见图4～6。

图4 防洪系统挡洪状态剖视图

图6 投入使用的“以闸代堤”防洪系统图

牛腿迎水端上部设置有护栏，可提供平常状态时行人安全防护或挡洪状态时闸门、油缸的防撞保护，牛腿中间设连接板并间隔设置排水孔，可作为施工期设备安装、运行期检修维护平台。

2.2.2 主要优势

本防洪系统主要优势有：

1）翻板闸门平卧在牛腿上部的钢支墩上，闸门面板上铺设有防滑木塑板，通过紧固件连接，可作为滨水景观平台或步道；

2）洪水来临前可通过液控启闭装置将闸门上翻关闭，可现场人工控制或自动控制，操控性强，方便工程运行管理；

3）翻板闸门上翻关闭至竖直时可与立柱顶部锁定装置自动勾连锁定，缩短人工操作时间，在接到防洪指令后能快速形成封闭防洪圈；

4）牛腿中间设混凝土连接板，连接板间隔设置排水孔，可作为闸门、油缸、钢支墩等部件施工期安装、运行期检修维护平台。

3 结 语

羊山湾段液控翻板闸门防洪系统以闸代堤，全长960 m，共55 扇闸门，目前均已正式投入使用，且运行以来已经历几个汛期的考验，有效阻挡了苕溪洪水倒灌，保障了瓶窑老街汛期安全，显著解决了过去每逢暴雨老街因地势低受淹的难题。

城市建设的快速发展以及人与自然和谐相处理念越来越多地要求城市防洪工程应考虑生态景观需要，本文所介绍的带防滑木塑板的液控翻板闸门防洪系统有效利用翻板闸门特点，克服传统防洪措施与城市景观要求的矛盾，既满足防洪要求，又满足城市景观和市民亲水要求，为新型城市防洪提供一种新的设计思路和行之有效的解决方案。